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Strahlcharakterisierung und Dosisbestimmung

Strahlcharakterisierung und Dosisbestimmung

Sowohl in der klinischen Radioonkologie als auch in der Strahlenbiologie ist eine genaue Kenntnis der Strahlencharakteristika einschließlich der Zusammensetzung der Sekundärteilchen und der daraus resultierenden Dosisverteilung von größter Bedeutung. Es ist allgemein anerkannt, dass selbst kleine Unsicherheiten in der Energiedosis zu großen Unsicherheiten in der Reaktion auf Gewebe- und Zellebene führen können. Die absorbierte Dosis ist ein grundlegender Parameter, der letztendlich die beobachteten Wirkungen bestimmt. Die Verbesserung der Genauigkeit bei der Bestimmung der absorbierten Dosis ist einerseits für den einzelnen Patienten von Vorteil und wird andererseits die Genauigkeit anderer Forschungsthemen in der Präzisionsstrahlungsonkologie verbessern, z. B. die Modellierung/Vorhersage von Ergebnissen oder die Strahlenbiologie. Die Verwendung von abgetasteten Teilchenstrahlen für die Ionenstrahltherapie bringt zusätzliche Herausforderungen aufgrund der Effekte des linearen Energietransfers (LET) mit sich.

Aktuelle Herausforderungen in der Photonenstrahlentherapie und der präklinischen Forschung betreffen die genaue Dosimetrie in kleinen Feldern und/oder zusammengesetzten Feldern. Dies gewinnt mit dem zunehmenden Einsatz komplexer, hochkonformer Behandlungstechniken wie IMRT/VMAT, insbesondere bei der stereotaktischen (Ganzkörper-)Strahlentherapie oder Radiochirurgie, immer mehr an Bedeutung. Zur Strahlcharakterisierung, insbesondere bei der Ionenstrahltherapie, sind Untersuchungen mit Hilfe der Monte-Carlo-Simulation zu einem Standardverfahren in der medizinischen Strahlenphysik geworden. Solche theoretischen Studien sind besonders wichtig für die anschließende Planung experimenteller Studien zur Bestimmung der Energiedosis oder für ergänzende mikrodosimetrische Experimente.

Unsere Forschungsthemen umfassen verschiedene Arten von Strahlung, von Photonen und Elektronen über Protonen bis hin zu schwereren Ionenarten wie Helium- und Kohlenstoffionen. Zu den aktuellen Interessengebieten gehören die zeitaufgelöste Dosimetrie, die mehrdimensionale Dosimetrie, die Charakterisierung neuartiger Dosimetriedetektoren, neue Anwendungsbereiche, die Bestimmung von LET-Spektren sowie die Dosimetrie in Magnetfeldern.